首页 > > 5

都是探測引力波 中國“天琴”與美國LIGO有何不同?

2016-02-14
来源:北京青年報

  原標題:“天琴計劃”能否讓中國探到引力波

  北京時間2月11日夜間,美國國家科學基金會(NSF)宣布人類首次直接探測到了引力波,引發全世界關注。與此同時,有消息稱中山大學也在2015年啟動了中國本土重大的引力波探測工程“天琴計劃”。

  昨日,北京青年報記者從中山大學求證得知,中山大學確實在進行關於引力波探測工程“天琴計劃”的研究。“並非網上所說的是‘炒作’”,研究的初步想法產生於2014年,已於2015年7月份正式啟動了此項研究計劃。

  北青報記者從引力波論文作者之一、LIGO科學聯盟核心成員、加州理工學院陳雁北教授那裏了解到,早在去年中山大學就已經與陳教授在關於“天琴計劃”的研究方面上取得了聯系,並一直在討論如何幫助“天琴計劃”更好地實施。

  “國內有許多大學、科研組織等雖沒有進行相關的實驗,但是都有參與引力波的研究討論。”陳教授說。

  中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授——

  中大將在山上建五千平方米觀測區

  “天琴計劃”的消息一經發布便引起了廣泛的熱議。昨日,從事“天琴計劃”研究的中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授接受了北青報記者采訪。

  計劃將持續20年發射六顆衛星助研究

  北青報:“天琴計劃”最初是什么時候開始的?

  李淼(中山大學天文與空間科學研究院院長):想法是2014年的時候就有的,2015年時候啟動的。

  北青報:為什么想做關於引力波的研究?

  李淼:最開始提出研究想法的是羅俊校長。其實中國已經就引力波的研究討論了將近10年的時間了,羅校長認為我們中國也可以有、需要有這種立足本國的與國際合作的大的科學研究項目。

  北青報:“天琴計劃”是什么樣的科研計劃,需要如何實施?

  李淼:“天琴計劃”是一項很大的科研工程,分為四個部分來進行。簡單地說,首先是“月地測距”,就是月亮到地球的距離。這在中國是從來沒有過的首次測量。通過測距測得月亮以及地球的動態變化。同時檢驗牛頓萬有引力常數的變化。

  “月地測距”研究過後會發射一顆衛星做“天琴”前期的研究,來驗證愛因斯坦廣義相對論中的原理,以及“天琴”未來研究所需要的技術。

  而後發射兩顆衛星,一前一後繞著地球轉,通過兩顆衛星之間的激光測距來測兩顆衛星之間距離的變化,由此可測量出地球質量的分布、內部的礦產資源等等。

  最後,放三顆衛星到距地球50萬公裏的高軌上,主要用來測量引力波。

  “天琴計劃”第一步正在啟動立項准備建五千平方米天文觀測區

  北青報:現在“天琴計劃”進行得怎么樣了,進展到哪一步了?

  李淼:四個部分要一步步地來,現在才剛剛開始,第一步正在啟動、立項。

  北青報:“天琴計劃”會在哪裏開展?

  李淼:我們已經計劃在中山大學珠海校區建設“天琴”的研究中心,初期計劃中心占地面積約三萬平方米,會在鳳凰山中建立約一萬平方米的實驗室,山上建設約5000平方米的天文觀測區。

  課題組曾在網絡上招人

  北青報:“天琴計劃”是中山大學自己研究的還是合作項目?

  李淼:是以中山大學為主與其他大學聯合研究的項目,同時也會有國際上的合作,與俄羅斯合作,也不排除與歐美等國家作交流。

  北青報:會不會同已參與美國引力波研究的清華大學科研組合作?

  李淼:不排除這種可能性,與清華大學以及國內其他大學合作,這個項目需要國內各個方面人才間的合作。

  北青報:之前課題組在網絡上招人,現在招得怎么樣了?

  李淼:是有招人,現在還在逐步發展,但是依然不太滿意,開學之後會想新的辦法。

  北青報:現在有與參與引力波研究的LIGO科學聯盟專家接觸過嗎?

  李淼:是的,是有與加州理工的陳雁北教授有接觸。

  北青報:現在有開展關於“天琴計劃”相關的課程嗎?

  李淼:課程沒有開設,但是我們有計劃會在未來培養一些關於此方面的人才。

  否認曾預估研究經費需要150億

  北青報:“天琴計劃”所需的研究費用是否如網傳的在150億左右?

  李淼:我們從來沒有給出過“天琴計劃”的具體預估研究費用是多少,我也不知道這150億是從哪裏來的,很可能是因為最早時候我們給出過100億到200億之間,所以被他人傳出了150億的預估。

  北青報:“天琴計劃”需要的資金很龐大,所需的資金有多少?

  李淼:“天琴計劃”是20年的計劃,資金只能隨著研究一步步地來,現在無法嚴格預估出需要多少錢。

  北青報:研究的資金來源呢?

  李淼:每一個部分都不一樣,因為資金過於龐大,來源也是多方面的,不排除地方、民間企業的贊助。

  “天琴計劃”立項審核尚需一步一步進行

  北青報:“天琴計劃”是2015年就有的項目,為何現在才發布?

  李淼:所有的大科學研究都會涉及很多方面,無法一開始就向外界發布。

  北青報:2015年就啟動的項目為何現在還在立項中?

  李淼:所謂啟動只是中山大學在啟動,而立項需要每一個部門進行立項審核,需要一步一步來進行。

  北青報:“天琴計劃”與美國的研究有何區別?

  李淼:主要的區別在於最後一步,美國研究的是地面探索,我們所研究的是太空的探索,是完全不同的研究,探索的方向是不同的。

  文/實習記者王天琪

  LIGO核心成員陳雁北——

  “天琴計劃”與LIGO的探測方式不同

  在美國國家科學基金和歐洲引力天文台11日宣布首次觀測到引力波的消息後,一直“默默無聞”的中國本土引力波探測工程“天琴計劃”被媒體報道出來,一時有關“天琴計劃”是效顰還是開創之舉的討論非常熱烈。LIGO科學聯盟核心成員、加州理工學院教授陳雁北昨天接受國內媒體采訪時表示,國內科學界尚沒有引力波的實驗項目,希望此次LIGO探測到引力波的事實,能夠對“天琴計劃”起到推動作用。

  廣州中山大學於去年7月啟動“天琴計劃”,目前正在立項中。完成全部4個子計劃大約需要20年時間,投資約150億元人民幣。中山大學校長羅俊此前曾透露,學校將在珠海校區鳳凰山挖山洞,建立山洞超靜實驗室。此外,激光測距地面台站基礎設施建設已經啟動,部分關鍵技術研究也有了具體進展。

  作為直接參與LIGO探測引力波工作的科學家,陳雁北教授告訴北京青年報記者,國內雖然還沒有引力波的實驗項目,但已經有了一些研究團隊:包括北師大的朱宗宏、張帆教授在研究引力波天文學;中科院有學者曾想推動中國空間探測引力波的項目;中科院一些科學家還參與了歐洲合作的空間引力波探測項目;當然還有清華大學團隊直接參與了LIGO的探測工作。

  對於“天琴計劃”與LIGO探測的關系,陳雁北教授表示,中山大學的羅俊院士是中國引力物理界的領軍人物,他對引力常數的測量、引力定律檢驗的研究,都處於世界的前沿。羅院士的團隊提出的“天琴計劃”與LIGO的探測方式截然不同:LIGO是在地面探測引力波,而“天琴計劃”是想在空間中進行測量。“空間中,我們可以測量頻率更低的引力波。一方面可以從側面驗證LIGO引力波源、引力波傳播的性質,另一方面,也可能探測到大質量甚至超大質量的黑洞。我希望這次LIGO探測到引力波,對‘天琴計劃’是一個推動。”陳雁北教授認為,“天琴計劃”現在處於起始階段,還在論證天文學上的意義、儀器上的可行性等。國內科學家們還要討論如何把它變得更完善,需要一個理論物理學家、實驗物理學家、天文學家們討論的過程。雖然大家對中國空間引力波探測的研究還沒有太多共識,但LIGO探測到引力波的事實可以成為一個契機,讓大家考慮一下,下一步中國應該怎樣最好地發揮自身特點,在引力波的研究中找到一個有自己特色的發展方向。

  清華大學LSC研究團隊負責人曹軍威研究員也認為,中國在引力波方面的研究基礎還相對薄弱,目前尚沒有自主建設的引力波天文台。隨著國際上引力波直接觀測的成功和引力波天文學時代的開啟,中國亟需自主建設引力波天文台,一是要腳踏實地從培養人才入手;二是要有開放合作的心態,充分借鑒國際上已有的研究和實驗成果;三是要大力加強科學目標引領下的跨領域合作,才有可能帶動一系列的技術創新和科學發現,進一步推動我國引力波科學研究的發展。

  文/本報記者雷嘉

[责任编辑:董慧林]
网友评论
相关新闻